بازده نظری چیست؟
در علم شیمی، بازده نظری (Theoretical Yield) به حداکثر مقدار محصولی گفته میشود که در صورت انجام کامل یک واکنش شیمیایی، طبق قوانین استوکیومتری تولید میشود. این عدد روی کاغذ و با فرض ایدهآل بودن شرایط (نبود ناخالصی، کامل بودن واکنش و عدم هدررفت مواد) محاسبه میگردد.
به عبارت دیگر، بازده نظری «سقف تولید» واکنش است. هیچ واکنشی در عمل نمیتواند بیشتر از این مقدار تولید کند. معمولاً بازده عملی (مقدار واقعی بدست آمده در آزمایشگاه) کمتر از بازده نظری است و نسبت این دو، «بازده درصدی» را تشکیل میدهد.
فرمول محاسبه دستی
برای محاسبه بازده نظری، از رابطه زیر استفاده میکنیم که دقیقاً همان منطقی است که این ابزار آنلاین بکار میبرد:
مثالهای کاربردی در ایران
۱. تولید آمونیاک در پتروشیمیهای جنوب
فرض کنید در یک واحد پتروشیمی در عسلویه، 1000 mol گاز نیتروژن (محدودکننده) با هیدروژن واکنش میدهد. طبق معادله N₂ + 3H₂ → 2NH₃، نسبت مولی آمونیاک به نیتروژن 2/1 است. جرم مولی آمونیاک حدود 17 g/mol است.
نتیجه: بازده نظری برابر با 34,000 g یا ۳۴ کیلوگرم آمونیاک خواهد بود.
۲. آزمایشگاه دبیرستان (سنتز آسپرین)
یک دانشآموز 0.02 mol سالیسیلیک اسید (محدودکننده) استفاده میکند. ضریب واکنش ۱ به ۱ است و جرم مولی آسپرین 180.16 g/mol میباشد.
نتیجه: مقدار بازده نظری 3.6032 g خواهد بود. اگر دانشآموز ۳ گرم محصول بدست آورد، بازده درصدی او حدود ۸۳٪ است.
خطاهای رایج محاسباتی
- ×استفاده از واکنشگر غیر محدودکننده (واکنشگر اضافی) در فرمول.
- ×فراموش کردن موازنه معادله شیمیایی قبل از تعیین ضرایب.
- ×اشتباه در محاسبه جرم مولی (Molar Mass) با استفاده از جدول تناوبی.
- ×عدم تبدیل واحد گرم به مول قبل از ضرب در نسبت استوکیومتری.
- ×در نظر گرفتن بازده عملی به جای نظری (بازده نظری همیشه باید بیشتر یا مساوی باشد).